CN210111683U - 一种降低外部电源供电的医疗显示器待机功率的电路 - Google Patents

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CN210111683U CN201921034814.1U CN201921034814U CN210111683U CN 210111683 U CN210111683 U CN 210111683U CN 201921034814 U CN201921034814 U CN 201921034814U CN 210111683 U CN210111683 U CN 210111683U
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Abstract

本实用新型提供一种降低外部电源供电的医疗显示器待机功率的电路,包括供电电源、电压调整模块、显示器主控芯片供电模块、第一开关模块、第二开关模块、供电信号转换模块、信号检测模块、显示器主控芯片,信号检测模块输入端与显示器主控芯片输出端相连,信号检测模块输出端与电压调整模块输入端相连,电压调整模块的输出端与供电电源输入端相连,供电电源输出端分别与第一开关模块和供电信号转换模块输入端相连,第一开关模块输出端与显示器主控芯片供电模块输入端相连,供电信号转换模块输出端与第二开关模块输入端相连,显示器主控芯片供电模块输出端和第二开关模块输出端分别与显示器主控芯片输入端相连。本实用新型有效降低显示器待机功耗。

Description

一种降低外部电源供电的医疗显示器待机功率的电路
技术领域
本实用新型涉及一种电源电路,尤其涉及一种降低外部电源供电的医疗显示器待机功率的电路。
背景技术
医疗显示器是一种专门用于医疗领域的高清晰度,高亮度,多功能的专业显示器。为了便于维修,医疗显示器的电源一般都采用外部电源供电。医疗显示器大部分时间是工作在待机的状态,待机状态医疗显示器还有一定的功耗。
现有的外部电源供电的医疗显示器在显示器待机时外部电源的输出是高电压,一般是12V,19V,24V等电压输出。显示器待机时主要有MCU在消耗电能,MCU的供电电压比较低,一般是3.3V或者5V。高电压转换成低电压有一个转换电能的损耗,这部分电能主要转变为了热能。医疗显示器的功率有几十到几百瓦不等,如果都采用3.3V或5V的电压供电就会需要很大的电流,低压供电会大幅提高显示器的电源成本。
实用新型内容
为解决现有技术中的问题,本实用新型提供一种降低外部电源供电的医疗显示器待机功率的电路。
本实用新型包括供电电源、电压调整模块、显示器主控芯片供电模块、第一开关模块、第二开关模块、供电信号转换模块、信号检测模块、显示器主控芯片,其中,所述信号检测模块输入端与显示器主控芯片输出端相连,信号检测模块输出端与电压调整模块输入端相连,电压调整模块的输出端与供电电源输入端相连,供电电源输出端分别与第一开关模块和供电信号转换模块输入端相连,第一开关模块输出端与显示器主控芯片供电模块输入端相连,供电信号转换模块输出端与第二开关模块输入端相连,显示器主控芯片供电模块输出端和第二开关模块输出端分别与显示器主控芯片输入端相连,为显示器主控芯片供电,显示器主控芯片输出端还分别与第一开关模块和供电信号转换模块的控制端相连。
本实用新型作进一步改进,还包括电压转换模块,所述电压转换模块的输入端与第二开关模块输出端和显示器主控芯片供电模块输出端相连,所述电压转换模块输出端与显示器主控芯片输入端之间。
本实用新型作进一步改进,所述电压转换模块将电压由5V转为3.3V后输出。
本实用新型作进一步改进,所述供电电源为将外接的交流电转化为直流电的开关电源,包括电源插头CN1和电压转换芯片,所述供电电源输出端接电源插头CN1的引脚1,电源插头CN1的引脚2接地,引脚3接电压调整模块。
本实用新型作进一步改进,所述电压调整模块包括电阻R1和电阻R2,所述电阻R1的一端与开关电源的输出端相连,电阻R1的另一端分别与电源插头的引脚3、电压转换芯片使能引脚和电阻R2的一端相连,电阻R2的另一端接地。
本实用新型作进一步改进,所述降低外部电源供电的医疗显示器待机功率的电路包括与电源插头CN1插接的电源插座CN2,电源插座CN2的引脚1与电源插头CN1引脚1相连,引脚2接地,引脚3接信号检测模块,
所述显示器主控芯片供电模块包括降压芯片U3、电感L2及外围电阻电容,其中,
所述降压芯片U3的引脚1通过电容C10接电感L2的输入端,引脚2分别与电源插座CN2的引脚1、电容C12、电阻R17、电阻R13的一端、极性电容C16的正极相连,电容C12的另一端和极性电容C16的负极和降压芯片U3的引脚9、引脚4接地,电阻R17的另一端和降压芯片U3的引脚7分别接第一开关模块,降压芯片U3的引脚3接电感L2的输入端,降压芯片U3的引脚5分别与电阻R18和电阻R20的一端相连,电阻R18另一端接电感L2的输出端,电阻R20另一端接地,降压芯片U3的引脚6通过串联的电容C1和电阻R9接地,引脚8通过电容C19接地,
电感L2的输出端还分别与极性电容C13正极、电容C14一端、二极管D4的正极相连,极性电容C13负极和电容C14另一地接地,二极管D4的负极分别与极性电容C15正极和电压转换模块电压输入端相连,极性电容C15负极接地。
本实用新型作进一步改进,所述第一开关模块包括三极管Q6,其中,三极管Q6基极通过电阻R21接显示器主控芯片通用输入输出引脚GPIO1,三极管Q6的发射极接地,三极管Q6的集电极分别与电阻R17的另一端和降压芯片U3的使能引脚7。
本实用新型作进一步改进,所述第二开关模块包括三极管Q5,其中,所述三极管Q5的基极与供电信号转换模块输出端相连,所述三极管Q5的集电极与电源插座CN2的引脚1相连,三极管Q5的发射极与电压转换模块输入端相连。
本实用新型作进一步改进,所述供电信号转换模块包括三极管Q7、三极管Q8及外围电阻,其中,三极管Q7的集电极分别与三极管Q5的基极和通过电阻R13与电源插座CN2引脚1相连,三极管Q7的基极通过电阻R16分别与三极管Q8的集电极和电阻R14的一端相连,三极管Q8的基极通过电阻R27分别与电阻R15一端和显示器主控芯片通用输入输出引脚GPIO2相连,电阻R14的另一端和电阻R15另一端接5V电源,三极管Q7、三极管Q8的发射极分别接地。
本实用新型作进一步改进,所述信号检测模块包括电阻R22、电阻R24、电阻R25、电阻R26、三极管Q4、三极管Q3,其中,所述三极管Q3的集电极通过电阻R22接电源插座CN2的引脚3,三极管Q3和三极管Q4的发射极接地,三极管Q3的基极通过电阻R25分别接电阻R24的一端和三极管Q4的集电极,电阻R24的另一端接5V电源,三极管Q4的基极通过电阻R26接显示器主控芯片通用输入输出引脚GPIO1。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:让外部电源供电的医疗显示器在显示器待机时外部电源的输出电压是低压;当显示器正常显示时,让外部电源供电恢复到正常高电压。让显示器待机时停止高电压转低电压的电源(DC-DC)工作,从而减少显示器待机功耗。
附图说明
图1为本实用新型结构框图;
图2为本实用新型一实施例电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。
如图1所示,本实用新型包括供电电源、电压调整模块、显示器主控芯片供电模块、第一开关模块、第二开关模块、供电信号转换模块、信号检测模块、显示器主控芯片,其中,所述信号检测模块输入端与显示器主控芯片输出端相连,信号检测模块输出端与电压调整模块输入端相连,电压调整模块的输出端与供电电源输入端相连,供电电源输出端分别与第一开关模块和供电信号转换模块输入端相连,第一开关模块输出端与显示器主控芯片供电模块输入端相连,供电信号转换模块输出端与第二开关模块输入端相连,显示器主控芯片供电模块输出端和第二开关模块输出端分别与显示器主控芯片输入端相连,为显示器主控芯片供电,显示器主控芯片输出端还分别与第一开关模块和供电信号转换模块的控制端相连,控制第一开关模块和供电信号转换模块的工作状态,进而控制是由显示器主控芯片供电模块或是第二开关模块闭合为显示器主控芯片供电。
本实用新型还可以设置电压转换模块,所述电压转换模块的输入端与第二开关模块输出端和显示器主控芯片供电模块输出端相连,所述电压转换模块输出端与显示器主控芯片输入端之间。
本实用新型通过信号检测模块和电压调整模块的实时监测,当医疗显示器在没有视频信号输入时就进入了待机的状态。待机状态下,在第一开关模块控制下,显示器主控芯片供电模块不工作,供电信号转换模块控制三极管Q5导通,从而为显示器主控芯片3供电。让外部电源供电的医疗显示器在显示器待机时外部电源的输出电压是低压(3.3V或者5V)。当显示器正常显示时,让外部电源供电恢复到正常高电压。让显示器待机时停止高电压转低电压的显示器主控芯片供电模块(DC-DC)工作,从而减少显示器待机功耗。
如图2所述,作为本实用新型的一个实施例,本例的电压转换模块2的作用是将电压由5V转为显示器主控芯片3所需要的3.3V电压,从而为工作电源为3.3V的显示器主控芯片供电。如果显示器主控芯片需要的电压为5V电压,则不需要设置电压转换模块2。
本例的供电电源是市面上常用的将外接的交流电转化为直流电的开关电源。所述开关电源包括电源插头CN1和电压转换芯片,所述供电电源输出端接电源插头CN1的引脚1,电源插头CN1的引脚2接开关电源的负极(GND),引脚3接电压调整模块。
所述电压调整模块包括电阻R1和电阻R2,所述电阻R1的一端与开关电源的输出端相连,电阻R1的另一端分别与电源插头的引脚3、电压转换芯片使能引脚和电阻R2的一端相连,电阻R2的另一端接地。
调节电阻R1和R2的电阻大小就可以改变开关电源的电压反馈。从而可以改变开关电源的电压输出。本实用新型电路的开关电源在不连接显示器时(不接负载时)开关电源的输出设置为5V电压输出。
本实用新型还包括与电源插头CN1插接的电源插座CN2,电源插座CN2的引脚1与电源插头CN1引脚1相连,引脚2接地,引脚3接信号检测模块。
本例显示器主控芯片供电模块包括降压芯片U3、电感L2及外围电阻电容,其中,
所述降压芯片U3的引脚1通过电容C10接电感L2的输入端,引脚2分别与电源插座CN2的引脚1、电容C12、电阻R17、电阻R13的一端、极性电容C16的正极相连,电容C12的另一端和极性电容C16的负极和降压芯片U3的引脚9、引脚4接地,电阻R17的另一端和降压芯片U3的引脚7分别接第一开关模块,降压芯片U3的引脚3接电感L2的输入端,降压芯片U3的引脚5分别与电阻R18和电阻R20的一端相连,电阻R18另一端接电感L2的输出端,电阻R20另一端接地,降压芯片U3的引脚6通过串联的电容C1和电阻R9接地,引脚8通过电容C19接地,
电感L2的输出端还分别与极性电容C13正极、电容C14一端、二极管D4的正极相连,极性电容C13负极和电容C14另一地接地,二极管D4的负极分别与极性电容C15正极和电压转换模块电压输入端相连,极性电容C15负极接地。
本例第一开关模块包括三极管Q6,其中,三极管Q6基极通过电阻R21接显示器主控芯片通用输入输出引脚GPIO1,三极管Q6的发射极接地,三极管Q6的集电极分别与电阻R17的另一端和降压芯片U3的使能引脚7。
本例第二开关模块包括三极管Q5,其中,所述三极管Q5的基极与供电信号转换模块输出端相连,所述三极管Q5的集电极与电源插座CN2的引脚1相连,三极管Q5的发射极与电压转换模块输入端相连。
本例的供电信号转换模块包括三极管Q7、三极管Q8及外围电阻,其中,三极管Q7的集电极分别与三极管Q5的基极和通过电阻R13与电源插座CN2引脚1相连,三极管Q7的基极通过电阻R16分别与三极管Q8的集电极和电阻R14的一端相连,三极管Q8的基极通过电阻R27分别与电阻R15一端和显示器主控芯片通用输入输出引脚GPIO2相连,电阻R14的另一端和电阻R15另一端接5V电源,三极管Q7、三极管Q8的发射极分别接地。
本例的信号检测模块包括电阻R22、电阻R24、电阻R25、电阻R26、三极管Q4、三极管Q3,其中,所述三极管Q3的集电极通过电阻R22接电源插座CN2的引脚3,三极管Q3和三极管Q4的发射极接地,三极管Q3的基极通过电阻R25分别接电阻R24的一端和三极管Q4的集电极,电阻R24的另一端接5V电源,三极管Q4的基极通过电阻R26接显示器主控芯片通用输入输出引脚GPIO1。
本例工作原理为:
状态1:(上电到正常显示状态)
显示器连接上外部电源后,(CN1插入CN2)这时CN1的1脚输出5V电压,5V电压经过CN1的1脚连接到CN2的1脚,5V电压经过电阻R13后加到了三极管Q5的b极。Q5的e极电压为低电位,Q5的b极的高电位使Q5的c e极饱和导通,Q5的c e极饱和导通后建立的+5V_0的电源。
+5V_0的电源经过电压转换模块2后转换输出3.3V的电源给显示器主控芯片3部分的模块供电。医疗显示器主控芯片电源上电后就可以正常工作了。医疗显示器主控芯片正常工作后就可以判断显示器的工作状态,工作状态包括正常显示状态和待机状态。
当医疗显示器进入正常显示状态后GPIO2端口输出一个低电位,低电位加到电阻R27的2脚后又加到了Q8的b极使Q8的c e极截止导通。Q8的c e截止导通后使+5V_0的电源通过R14加到R16的2脚,然后再加到Q7的b极。Q7b e极的高电亚使Q7的c e极饱和导通。Q7的ce极饱和导通后使Q5的b e极截止,从而使Q5的c e极截止。Q5的c e极截止管断了显示器主控芯片的供电,这是显示器的主控芯片靠电容C15继续供电。
Q5的c e极截止后GPIO 1端口输出一个低电位,低电位加到R21的1脚后又加到了Q6的b极使Q6的c e极截止。Q6的c e截止导通后使电源转换(24V转5V)的U3IC的7脚是高电位。IC的7脚是高电位就开启了电源转换电路(24V转5V)的进入工作状态。
GPIO 1端口输出一个低电位同时也经过电阻R26加大了Q4的b极,Q4的b e极的低电压使三极管Q4的c e极截止导通。Q4的c e极截止导通后使+5V_0的5V电压加到了R25的1脚,R25的1脚的高电位加到了Q3的b极使Q3的c e极饱和导通。
三极管Q3的c e极饱和导通等价于电阻R22和R2电阻并联。电阻R22和R2电阻并联后改变了开关电源的反馈,从而提高CN1的1脚的电源电压到24V。(外部电源电压从5V改变到了24V)显示器的外部电源电压24V输出后,显示器就可以开启正常显示。
状态2:(正常显示状态到待机)
医疗显示器在没有视频信号输入时就进入了待机的状态。进入待机状态后GPIO 1端口输出一个高电位,高电位加到R21的1脚后又加到了三极管Q6的b极使Q6的c e极饱和导通。Q6的c e截止导通后使电源转换(降压)芯片U3(24V转5V)的7脚是低电位。降压芯片U3的7脚是低电位后就停止了电源转换电路的工作(24V转5V)。
显示器主控芯片GPIO 1端口输出一个高电位同时也经过R26加大了Q4的b极,Q4的b e极的高电压使Q4的c e极饱和导通。Q4的c e极饱和导通后使+5V_0的5V电压加到了R25的1脚,R25的1脚的低电位加到了Q3的b极使Q3的c e极截止导通。
三极管Q3的c e极饱和导通等价于R22和R2电阻并联电路R22断开。R22和R2电阻并联断开后改变了开关电源的反馈,从而降低CN1的1脚的电源电压到5V。(外部电源电压从24V改变到了5V)显示器的外部电源电压5V输出。显示器的外部电源电压5V输出后GPIO 2端口输出一个高电位,高电位加到R27的2脚后又加到了Q8的b极使Q8的c e极饱和导通。Q8的ce饱和导通后使R16的1脚产生低电位,低电位然后再加到Q7的b极。Q7b e极的低电亚使Q7的c e极截止导通。Q7的c e极截止导通后使Q5的b极产生高电位,Q5的b e极的高电压使Q5的ce极饱和导通。Q5的c e极饱和导通后显示器主控芯片的供电又连接上了,5V电源又可以给电容C15充电了。在显示器待机状态下U3是停止工作的。U3的停止工作就减小了对电能的消耗从而减小了显示器待机状态下的功率。
以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式,并非以此限定本实用新型的具体实施范围,本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式,凡依照本实用新型所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种降低外部电源供电的医疗显示器待机功率的电路,其特征在于:包括供电电源、电压调整模块、显示器主控芯片供电模块、第一开关模块、第二开关模块、供电信号转换模块、信号检测模块、显示器主控芯片,其中,所述信号检测模块输入端与显示器主控芯片输出端相连,信号检测模块输出端与电压调整模块输入端相连,电压调整模块的输出端与供电电源输入端相连,供电电源输出端分别与第一开关模块和供电信号转换模块输入端相连,第一开关模块输出端与显示器主控芯片供电模块输入端相连,供电信号转换模块输出端与第二开关模块输入端相连,显示器主控芯片供电模块输出端和第二开关模块输出端分别与显示器主控芯片输入端相连,为显示器主控芯片供电,显示器主控芯片输出端还分别与第一开关模块和供电信号转换模块的控制端相连。
2.根据权利要求1所述的降低外部电源供电的医疗显示器待机功率的电路,其特征在于:还包括电压转换模块,所述电压转换模块的输入端与第二开关模块输出端和显示器主控芯片供电模块输出端相连,所述电压转换模块输出端与显示器主控芯片输入端之间。
3.根据权利要求2所述的降低外部电源供电的医疗显示器待机功率的电路,其特征在于:所述电压转换模块将电压由5V转为3.3V后输出。
4.根据权利要求2或3所述的降低外部电源供电的医疗显示器待机功率的电路,其特征在于:所述供电电源为将外接的交流电转化为直流电的开关电源,包括电源插头CN1和电压转换芯片,所述供电电源输出端接电源插头CN1的引脚1,电源插头CN1的引脚2接地,引脚3接电压调整模块。
5.根据权利要求4所述的降低外部电源供电的医疗显示器待机功率的电路,其特征在于:所述电压调整模块包括电阻R1和电阻R2,所述电阻R1的一端与开关电源的输出端相连,电阻R1的另一端分别与电源插头的引脚3、电压转换芯片使能引脚和电阻R2的一端相连,电阻R2的另一端接地。
6.根据权利要求5所述的降低外部电源供电的医疗显示器待机功率的电路,其特征在于:所述降低外部电源供电的医疗显示器待机功率的电路包括与电源插头CN1插接的电源插座CN2,电源插座CN2的引脚1与电源插头CN1引脚1相连,引脚2接地,引脚3接信号检测模块,
所述显示器主控芯片供电模块包括降压芯片U3、电感L2及外围电阻电容,其中,
所述降压芯片U3的引脚1通过电容C10接电感L2的输入端,引脚2分别与电源插座CN2的引脚1、电容C12、电阻R17、电阻R13的一端、极性电容C16的正极相连,电容C12的另一端和极性电容C16的负极和降压芯片U3的引脚9、引脚4接地,电阻R17的另一端和降压芯片U3的引脚7分别接第一开关模块,降压芯片U3的引脚3接电感L2的输入端,降压芯片U3的引脚5分别与电阻R18和电阻R20的一端相连,电阻R18另一端接电感L2的输出端,电阻R20另一端接地,降压芯片U3的引脚6通过串联的电容C1和电阻R9接地,引脚8通过电容C19接地,
电感L2的输出端还分别与极性电容C13正极、电容C14一端、二极管D4的正极相连,极性电容C13负极和电容C14另一地接地,二极管D4的负极分别与极性电容C15正极和电压转换模块电压输入端相连,极性电容C15负极接地。
7.根据权利要求6所述的降低外部电源供电的医疗显示器待机功率的电路,其特征在于:所述第一开关模块包括三极管Q6,其中,三极管Q6基极通过电阻R21接显示器主控芯片通用输入输出引脚GPIO1,三极管Q6的发射极接地,三极管Q6的集电极分别与电阻R17的另一端和降压芯片U3的使能引脚7。
8.根据权利要求6所述的降低外部电源供电的医疗显示器待机功率的电路,其特征在于:所述第二开关模块包括三极管Q5,其中,所述三极管Q5的基极与供电信号转换模块输出端相连,所述三极管Q5的集电极与电源插座CN2的引脚1相连,三极管Q5的发射极与电压转换模块输入端相连。
9.根据权利要求8所述的降低外部电源供电的医疗显示器待机功率的电路,其特征在于:所述供电信号转换模块包括三极管Q7、三极管Q8及外围电阻,其中,三极管Q7的集电极分别与三极管Q5的基极和通过电阻R13与电源插座CN2引脚1相连,三极管Q7的基极通过电阻R16分别与三极管Q8的集电极和电阻R14的一端相连,三极管Q8的基极通过电阻R27分别与电阻R15一端和显示器主控芯片通用输入输出引脚GPIO2相连,电阻R14的另一端和电阻R15另一端接5V电源,三极管Q7、三极管Q8的发射极分别接地。
10.根据权利要求6所述的降低外部电源供电的医疗显示器待机功率的电路,其特征在于:所述信号检测模块包括电阻R22、电阻R24、电阻R25、电阻R26、三极管Q4、三极管Q3,其中,所述三极管Q3的集电极通过电阻R22接电源插座CN2的引脚3,三极管Q3和三极管Q4的发射极接地,三极管Q3的基极通过电阻R25分别接电阻R24的一端和三极管Q4的集电极,电阻R24的另一端接5V电源,三极管Q4的基极通过电阻R26接显示器主控芯片通用输入输出引脚GPIO1。
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CN113467268A (zh) * 2021-07-29 2021-10-01 海信(山东)冰箱有限公司 用于家用电器的控制方法及家用电器
CN113612369A (zh) * 2021-07-29 2021-11-05 海信(山东)冰箱有限公司 供电电路、家用电器及用于家用电器的控制方法
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